基于过渡电阻与故障角归算输电线路自适应单端暂态保护

摘要

本发明为基于过渡电阻与故障角归算输电线路自适应单端暂态保护，输电线路短路时，故障产生大量高频信号向两端传播，由于母线对地分布电容作用，高频信号通过母线时显著衰减，母线近故障侧高频分量总是强于远故障侧高频分量，且过渡电阻与故障角对故障产生的高频分量影响很大，根据故障类型选择相应归算公式和参数，将暂态量按过渡电阻与故障角进行归算，利用归算后暂态量构造保护判据。本发明利用上述原理，利用母线两侧归算后的暂态量差值构造同时具有方向元件和数值比较功能的故障特征量，据此即可判断故障发生的区域。该方案最大程度消除了过渡电阻与故障角对单端暂态保护的影响，正/反向、区内/外故障特征差别显著，可靠性灵敏度高，能保护线路全长，保护区域是传统保护区域的两倍，对母线分布电容要求低。

主权项

一种新型的基于过渡电阻与故障角归算输电线路自适应单端暂态保护，其特征在于：采集输电线路一端暂态电流（或电压）信号，首先提取出暂态电流（或电压）信号中的高频分量，计算出高频分量的能量、或熵、或复杂度、或奇异度、或模极大值、或其它高频分量处理量，接着对高频分量处理量按过渡电阻和故障角进行归算，然后利用归算后的高频分量处理量构造自适应单端暂态保护；用于自适应单端暂态保护的高频信号，可以是线路一端母线内外两侧对应的暂态高频信号，也可以是线路一端暂态信号中的两个高频子带信号；构造自适应单端暂态保护的判据，可以是将归算后的两暂态高频分量处理量作差值，或者是将归算后的两暂态高频分量处理量作比值；具体采用下述步骤：（1）提取输电线路一端两个暂态高频信号TSH1、TSH2，TSH1、TSH2可以是线路一端母线两侧的电流I1、I2（或电压U1、U2）中暂态电流高频分量I1hf、I2hf（或暂态电压高频分量U1hf、U2hf），也可以是线路一端电流I1（或电压U1）中的两个高频子带信号I1hf1、I1hf2（或U1hf1、U1hf2）；（2）计算两个暂态高频信号TSH1、TSH2的能量（或熵、或复杂度、或奇异度、或模极大值、或其它处理量值），用P_TSH1、P_TSH2表示；（3）判断故障类型：是单相接地故障，还是相间故障，还是三相短路等；（4）计算故障时的过渡电阻与故障角；（5）根据不同的故障类型，选择相应的归算公式与参数，对两高频分量处理量值P_TSH1、P_TSH2按过渡电阻与故障角进行归算，得到归算后的高频分量处理量CP_TSH1、CP_TSH2；（6）利用归算后的高频分量处理量CP_TSH1、CP_TSH2作差值或者作比值，得到故障特征量FF，即FF=CP_TSH1‑CP_TSH2，或FF=CP_TSH1/CP_TSH2，利用FF构造出保护判据；（7）将故障特征量FF的值与整定值比较，判断是保护区内故障还是保护区外故障，从而决定是否跳闸，实现输电线路的保护。